KR930007511B1

KR930007511B1 - Electrical communication apparatus

Info

Publication number: KR930007511B1
Application number: KR1019880009134A
Authority: KR
Inventors: 러셀 킨더 마크
Original assignee: 티 알 더블유 인코오포레이티드; 씨. 띠. 하비
Priority date: 1987-07-20
Filing date: 1988-07-20
Publication date: 1993-08-12
Also published as: EP0300175A2; US4767292A; JPS6424187A; KR890002743A; EP0300175A3; CA1278954C; BR8803615A; JPH0472075B2

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Electrical inverter

제1도는 유체모터에 사용되는 본 발명에 따른 전기식 변환장치를 개략적으로 나타내는 도면.1 shows schematically an electrical converter according to the invention for use in a fluid motor.

제1a도는 유체모터에 사용되는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기식 변환장치를 개략적으로 나타내는 도면.Figure 1a schematically shows an electric converter according to another embodiment of the present invention for use in a fluid motor.

제2도는 제1도의 유체모터의 측면 단면도.2 is a side cross-sectional view of the fluid motor of FIG.

제3도는 제2도의 유체모터의 부분확대 단면도.3 is a partially enlarged cross-sectional view of the fluid motor of FIG.

제4도는 다른위치에 있는 상태를 나타내는, 제3도와 유사한 도면.FIG. 4 is a view similar to FIG. 3 showing a state in another position.

제5도는 제2도의 선 5-5를 따라 취한 평면도.5 is a plan view taken along line 5-5 of FIG.

제6도는 본 발명의 제어기에 의해 수행되는 작동 단계들을 나타내는 순서도.6 is a flowchart showing the operational steps performed by the controller of the present invention.

제7도는 유체모터에 사용되는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기식 변환장치를 개략적으로 나타내는 도면.7 schematically shows an electric converter according to another embodiment of the present invention for use in a fluid motor.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

10 : 유압 시스팀 20 : 유압모터10: hydraulic system 20: hydraulic motor

22 : 유입통로 24 : 배출통로22: inflow passage 24: discharge passage

26 : 제어밸브 조립체 28 : 위치센서26: control valve assembly 28: position sensor

30 : 제어기 32 : 펌프30 controller 32 pump

42 : 하우징 44 : 단부캡42 housing 44 end cap

52 : 스테이터 62 : 출력축52: stator 62: output shaft

72 : 로우터72: rotor

본 발명은 제로터 기어세트(gerotor gear set)의 상호작용하는 치부들(teeth, 톱니)에 의해 마련되는 다수의 팽창 및 수축되는 작동실을 갖는, 유체펌프 또는 유압모터와 같은, 유체장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 상기 작동실로의 유체공급 및 상기 작동실로 부터의 유체배출을 변환시키기 위한 전기식 변환장치(electrical commutator apparatus)에 관한 것이다.The present invention relates to a fluid device, such as a fluid pump or hydraulic motor, having a plurality of expanding and contracting operating chambers provided by interacting teeth of a gerotor gear set. will be. In particular, the present invention relates to an electrical commutator apparatus for converting a fluid supply to and from a fluid chamber.

제로터 기어세트의 상호작용하는 치부들에 의해 형성되는 팽창 및 수축가능한 다수의 작동실들을 갖는, 펌프 또는 머터와 같은, 유압장치들은 당업계에 공지되어 있다. 전형적으로, 제로터 기어세트는 내부 치부를 갖는 스테이터(stator) 및 외부 치부를 갖는 로우터(rotor)를 포함한다. 스테이터보다 하나 작은 치부를 갖는 로우터는 스테이터내에서 편심적으로 배설된다. 로우터는 스테이터에 관하여 상대적으로 회전이동 및 궤도이동을 할 수 있도록 장착되며, 상기와 같은 회전이동 및 궤도이동시에 스테이터의 치부들에 의해 지지 및 안내된다. 로우터 및 스테이터의 상호작용하는 치부들은 다수의 작동실들(working chambers)을 마련하며, 상기 작동실들은 로우터의 이동에 의해 팽창 및 수축된다.Hydraulics, such as pumps or mutters, having a plurality of expandable and retractable operating chambers formed by the interacting teeth of the gerotor gearset are known in the art. Typically, the zero rotor gearset includes a stator with internal teeth and a rotor with external teeth. The rotor with teeth one smaller than the stator is eccentrically excreted in the stator. The rotor is mounted to be able to rotate and orbit relative to the stator, and is supported and guided by the teeth of the stator during such rotation and orbital movement. The interacting teeth of the rotor and stator provide a plurality of working chambers, which are expanded and contracted by the movement of the rotor.

팽창 및 수축되는 작동실내에 유체를 공급하거나 배출시키기 위한 다양한 밸브 구조들이 개발되었다. 이와같이 밸브들은 당 업계에서 변환밸브로 알려져 있다. 상기 변환밸브들의 예는 미합중국 특허 제4,087,215호, 4,219,313호 및 4,411,606호에 기재되어 있다. 상기 특허들에 기재된 변환밸브들은 기계적으로 회전되는 밸브부재들을 포함한다. 이 밸브부재들은 정밀하게 위치되는 개구부 및 랜드(openings and lands)를 갖고, 상기 개구부 및 랜드는 밸브부재의 회전중 i) 작동실내로의 또는 작동실로 부터의 유체유동을 선택적으로 차단하고 ii) 팽창되는 작동실내로의 유체유동을 허용하며 iii) 수축되는 작동실로 부터의 유체유동을 허용하기 위해 타이밍이 조절된다.Various valve structures have been developed for supplying or discharging fluid in the expanding and contracting operating chamber. As such, the valves are known in the art as changeover valves. Examples of such conversion valves are described in US Pat. Nos. 4,087,215, 4,219,313 and 4,411,606. Conversion valves described in the above patents include valve members that are mechanically rotated. These valve members have openings and lands that are precisely positioned, the openings and lands i) selectively blocking fluid flow into or out of the operating chamber and ii) expanding during rotation of the valve member. Timing is adjusted to allow fluid flow into the operating chamber and iii) allow fluid flow from the contracting operating chamber.

공지된 유압장치들의 변환밸브 배열체들은 정밀한 기계가공 및/또는 조립을 필요로 하게 된다. 유압모터에 있어서, 상기와 같은 변환밸브들은 유압모터의 출력축의 면밀한 속도제어를 제공하지 못할 뿐만아니라 모터가 정지될때 출력축의 최종 회전위치의 면밀한 제어도 제공하지 못하게 된다. 상기와 같은 면밀한(정확한) 제어는 제로터형 유압모터를 로보트 산업이나 자동생산에 사용하는 경우에 필요하게 된다. 이와같은 용도에 있어서는 모터가 고하중 지탱능력, 비교적 높은 작동속도, 모터가 정지될때 출력축의 정밀한 위치제어, 출력축의 증분이동을 제공할 수 있는 능력, 및 가역 작동능력을 구비하여야 한다.Conversion valve arrangements of known hydraulic devices require precise machining and / or assembly. In hydraulic motors, such conversion valves do not provide close speed control of the output shaft of the hydraulic motor, nor provide close control of the final rotational position of the output shaft when the motor is stopped. Such precise (precise) control is required when using the zero rotor type hydraulic motor for the robot industry or automatic production. In such applications, the motor must have high load bearing capacity, relatively high operating speed, precise position control of the output shaft when the motor is stopped, the ability to provide incremental movement of the output shaft, and reversible operating capability.

본 발명은, 유압모터 또는 유압펌프와 같은, 제로터형 유체장치로의 또는 상기 유체장치로 부터의 유체유동을 제어하기 위한 장치를 제공한다.The present invention provides a device for controlling fluid flow to or from a gerotor-type fluidic device, such as a hydraulic motor or hydraulic pump.

본 발명에 따른 변환장치를 사용하는 유압모터는 모터의 속도, 방향, 변위, 작동 정지 및 작동 개시특성, 모터 출력축의 위치, 모터 출력축의 증분이동 및 가역작동의 정밀제어를 허용한다.The hydraulic motor using the inverter according to the present invention allows precise control of the speed, direction, displacement, operation stop and operation start characteristics of the motor, the position of the motor output shaft, the incremental movement of the motor output shaft and the reversible operation.

본 발명에 따른 장치는 다수의 내부 치부를 갖는 스테이터 및 다수의 외부 치부를 갖는 로우터를 포함하는 제로터 기어세트를 갖는 유체모터에 사용될 수 있다. 출력축은 로우터에 구동적으로 연결된다. 스테이터는 로우터보다 하나 더 많은 치부를 갖는다. 스테이터 및 로우터의 치부들은 서로 협력하여 다수의 가변체적 작동실들을 마련한다. 스테이터 및 로우터는 상대적으로 회전가능하게 되며, 로우터는 스테이터의 중심축선에 관하여 상대적으로 궤도이동된다. 유압모터에서, 상기와 같은 상대적인 회전 및 궤도이동은 작동실의 팽창 및 수축에 의해 발생된다. 로우터의 회전 및 궤도이동은 출력축을 회전적으로 구동시키게 된다. 유입통로는 압축유체 공급원에 연결되며 선택된 작동실들에 연결가능하게 되어 상기 선택된 작동실들이 팽창될 수 있도록 한다. 배출통로는 저장기에 연결되고 다른 작동실들에 연결가능하게 되어 다른 작동실들의 수축시에 유체를 배출시킨다.The device according to the invention can be used in a fluid motor having a stator having a plurality of internal teeth and a rotor set of gears comprising a rotor having a plurality of external teeth. The output shaft is drive driven to the rotor. The stator has one more tooth than the rotor. The teeth of the stator and rotor cooperate with each other to provide a number of variable volume operating chambers. The stator and the rotor become relatively rotatable and the rotor is orbited relative to the center axis of the stator. In hydraulic motors, such relative rotation and orbital movements are caused by expansion and contraction of the operating chamber. Rotation and trajectory of the rotor drive the output shaft rotationally. The inlet passage is connected to the pressurized fluid source and connectable to the selected operating chambers so that the selected operating chambers can be expanded. The discharge passage is connected to the reservoir and connectable to the other operating chambers to discharge the fluid upon contraction of the other operating chambers.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 장치는 다수의 전기적으로 작동가능한 밸브수단들을 포함한다. 각각의 밸브수단은 유입통로 및 배출통로와 유체연통(fluid communication)되며 단지 하나의 관련되는 작동실과 유체연통된다. 각각의 밸브수단은 그 관련되는 작동실내로의 또는 작동실로 부터의 유체유동을 제어한다. 각각의 밸브수단은 이동가능한 밸브부재를 갖고, 이 밸브부재는 제1위치 및 제2위치로 제어적으로 이동될 수 있다. 제1위치에 있을 때, 밸브부재는 그 관련되는 작동실과 배출통로의 유체연통을 허용한다. 제2위치에 있을 때, 밸브부재는 유입통로와 그 관련되는 작동실의 유체연통을 허용한다. 밸브부재의 이동은 관련되는 솔레노이드(solenoid)에 의해 제어된다. 밸브부재는 상기 두개의 위치들중의 하나의 위치로 스프링에 의해 압압되며(biased), 제어기로 부터의 전기적인 제어신호에 응답하여 다른 하나의 위치로 이동될 수 있게 된다.The device according to a preferred embodiment of the invention comprises a plurality of electrically actuated valve means. Each valve means is in fluid communication with the inlet and outlet passages and in fluid communication with only one associated operating chamber. Each valve means controls fluid flow into or out of the associated operating chamber. Each valve means has a movable valve member, which valve member can be controlled to be moved to the first position and the second position. When in the first position, the valve member allows fluid communication of the associated operating chamber and the discharge passage. When in the second position, the valve member allows fluid communication of the inlet passage and its associated operating chamber. Movement of the valve member is controlled by an associated solenoid. The valve member is biased by a spring to one of the two positions and can be moved to the other position in response to an electrical control signal from the controller.

제어기는 바람직하게는 마이크로프로세서를 구비하는 제어 시스팀으로 구성되며, 적당한 입력원으로 부터, 요구되는 모터 출력축 속도, 출력축의 회전방향 및/또는 모터가 정지되었을 때의 출력축의 위치를 지시하는, 입력신호를 수납한다. 제어기는 또한, 위치센서로 부터, 로우터 및 스테이터의 상대적인 위치 즉 출력축의 위치를 나타내는 전기적인 신호를 수납한다. 제어기는, 위치센서로 부터의 전기적인 신호를 근거로 하여, 출력축의 속도 및 방향을 결정한다. 제어기는 입력원으로 부터의 입력신호에 응답하여 밸브수단의 솔레노이드에 적당한 전기제어 신호를 출력시킨다. 제어기는 위치센서로 부터의 출력신호를 근거로 하여 현재의 모터상태를 계속적으로 점검한다. 제어기는 밸브수단의 솔레노이드들 중의 하나 또는 다수를 작동시켜 요구되는 모터속도, 이동방향 및/또는 회전축의 최종 정지위치를 제어하게 된다.The controller preferably consists of a control system having a microprocessor and, from a suitable input source, indicates the required motor output shaft speed, the direction of rotation of the output shaft and / or the position of the output shaft when the motor is stopped. To house. The controller also receives an electrical signal from the position sensor indicating the relative position of the rotor and stator, ie the position of the output shaft. The controller determines the speed and direction of the output shaft based on the electrical signal from the position sensor. The controller outputs an appropriate electrical control signal to the solenoid of the valve means in response to an input signal from the input source. The controller continuously checks the current motor status based on the output signal from the position sensor. The controller operates one or more of the solenoids of the valve means to control the required motor speed, direction of movement and / or the final stop position of the axis of rotation.

이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 본 발명을 상술한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 다수의 팽창 및 수축가능한 작동실들을 갖는 유체장치의 상기 작동실로의 또는 작동실로 부터의 유체유동을 제어하기 위한 개선된 변환장치에 관한 것이다. 본 발명의 변환장치가 유압모터에 사용되는 경우의 실시예를 이하에 설명한다. 그러나, 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명이 다수의 팽창 및 수축가능한 작동실들을 갖는, 유체펌프와 같은, 다른 유체장치에도 사용될 수 있다는 것을 알 수 있다.The present invention relates to an improved converter for controlling fluid flow to or from the operating chamber of a fluidic device having a plurality of expandable and retractable operating chambers. An embodiment in the case where the converter of the present invention is used for a hydraulic motor will be described below. However, one of ordinary skill in the art appreciates that the present invention may be used in other fluidic devices, such as fluid pumps, having multiple expandable and retractable operating chambers.

제1도 및 2도를 참조하면, 유압 시스팀(10)은 유압모터(20), 유입통로(22), 배출통로(24), 다수의 제어밸브 조립체(26), 위치센서(28)(제2도 참조) 및 제어기(30)(제1도 참조)를 포함한다. 유압 시스팀(10)은 또한, 유입통로(22) 및 저장기(34)와 유체연통되는 펌프(32)를 포함한다. 배출통로(24)는 저장기와 유체연통된다. 펌프(32)는 바람직하게는 당 업계에 잘 알려진 가변위 등압펌프이다.1 and 2, the hydraulic system 10 includes a hydraulic motor 20, an inflow passage 22, a discharge passage 24, a plurality of control valve assemblies 26, and a position sensor 28 (first). 2) and controller 30 (see FIG. 1). The hydraulic system 10 also includes a pump 32 in fluid communication with the inlet passage 22 and the reservoir 34. The discharge passage 24 is in fluid communication with the reservoir. The pump 32 is preferably a variable displacement isostatic pump well known in the art.

유압모터(20)은 하우징(42)(제2도 참조) 및 단부캡(44)를 포함한다. 스테이터(52)는 하우징(42)내의 요구부에 수납된다. 스테이터(52)는 바람직하게는 하나의 대편으로 된 균질 구조물 또는 분말금속부재로 제조된다. 단부캡(44)는 다수의 보울트(46)과 같은 통상적인 수단에 의해 하우징(42)에 고정되며, 스테이터(52)는 단부캡(44)와 하우징(42)의 사이에서 고정위치에 유지된다.The hydraulic motor 20 includes a housing 42 (see FIG. 2) and an end cap 44. The stator 52 is stored in the request portion in the housing 42. The stator 52 is preferably made of one piece of homogeneous structure or powder metal member. The end cap 44 is fixed to the housing 42 by conventional means, such as a number of bolts 46, and the stator 52 is held in a fixed position between the end cap 44 and the housing 42. .

밀봉체(54)(제3도 참조)는 스테이터(52)내의 홈(56)에 수납되고, 조립시 압축되어 단부캡(44)와 스테이터(52)와 하우징(42)의 사이에서의 유체손실을 방지하게 된다. 밀봉체(58)은 단부캡(44)의 반경방향 요구부(60)에 배설되어 하우징(42) 및 단부캡(44) 사이에서의 유체손실을 방지하게 된다.The seal 54 (see FIG. 3) is received in a groove 56 in the stator 52 and compressed during assembly to result in fluid loss between the end cap 44 and the stator 52 and the housing 42. Will be prevented. The seal 58 is disposed in the radial request portion 60 of the end cap 44 to prevent fluid loss between the housing 42 and the end cap 44.

출력축(62)(제2도 참조)는, 베어링(64)에 의해, 하우징(42)내의 축선(axis)(74)를 중심으로 회전가능하게 지지된다. 요동축(wobble shaft)(66)은 그 축향 대향단부들에 외측으로 돌출되는 스플라인들(68a, 68b)를 갖는다. 요동축(66)은 출력축(62)의 종방향 축선(74)에 관하여 각도상으로 편의(offset)되는 종방향 축선(76)을 갖는다. 로우터(72)는 스테이터(52)내에 배설된다. 스테이터(52) 및 로우터(72)는 유압모터(20)의 제로터 기어세트를 형성한다. 로우터(72)는 그 내부에 형성되는 스플라인들(70)을 갖는다. 요동축(66)의 스플라인들(68a)는 로우터(72)내의 스플라인들(70)과 계합한다. 출력축(62)는 그 내측단부 부분에 형성된 내부 스플라인들(71)을 갖는다. 요동축(66)의 스플라인들(68b)는 출력축(62)내의 스플라인들(71)에 계합되어 로우터(72) 및 출력축(62)를 구동적으로 연결시킨다.The output shaft 62 (refer FIG. 2) is rotatably supported by the bearing 64 about the axis 74 in the housing 42. The wobble shaft 66 has splines 68a and 68b projecting outwardly at its axially opposite ends. The swing shaft 66 has a longitudinal axis 76 that is offset angularly with respect to the longitudinal axis 74 of the output shaft 62. The rotor 72 is disposed in the stator 52. The stator 52 and the rotor 72 form a zero rotor gear set of the hydraulic motor 20. The rotor 72 has splines 70 formed therein. Splines 68a of oscillation shaft 66 engage splines 70 in rotor 72. The output shaft 62 has inner splines 71 formed at its inner end portion. The splines 68b of the swing shaft 66 engage with the splines 71 in the output shaft 62 to drive the rotor 72 and the output shaft 62 to drive.

스테이터(52)에 관한 로우터(72)의 상대적인 궤도 및 회전이동에 의해 출력축(62)는 회전구동된다. 도시한 실시예에서, 스테이터(52)는 일곱개의 원주방향으로 격설되는 내부 치부(82)를 갖는다. 로우터(72)는 여섯개의 원주방향으로 격설되는 외부 치부(84)를 갖는다. 작동중, 치부들(82, 84)는 상호작용하여, 로우터(72)가 그 축선(76)을 중심으로 회전될때 상기 로우터(72)는 스테이터(52)의 중심 축선(72)를 중심으로 궤도이동하게 된다.The output shaft 62 is rotated by the relative trajectory and rotational movement of the rotor 72 relative to the stator 52. In the illustrated embodiment, the stator 52 has seven circumferentially spaced internal teeth 82. The rotor 72 has six circumferentially spaced external teeth 84. In operation, the teeth 82, 84 interact to allow the rotor 72 to orbit about the central axis 72 of the stator 52 as the rotor 72 is rotated about its axis 76. Will move.

로우터(72) 및 스테이터(52)의 기어 치부들은 상호작용하여 다수의 가변체적 작동실들(92)를 마련한다. 상호 작용하는 치부들(82, 84)에 의해 형성되는 작동실들(92)내의 유체압력을 제어함에 의해 로우터(72)는 스테이터(52)에 관하여 상대적으로 궤도 및 회전이동 하도록 구동된다. 예컨대, 압력유체가 펌프(32)로 부터 유입통로(22)를 통하여 작동실(92c)로 전달되면, 기어치부 표면상에 유체압력이 작용하여 작동실(92c)가 팽창되고 로우터(72)가 그 축선(76)을 중심으로 회전된다. 작동실(92c)가 팽창됨에 따라, 작동실(92f)는 그 체적이 감소되며, 유체는 작동실(92f)로 부터 배출통로(24)를 통하여 배출된다.The gear teeth of the rotor 72 and the stator 52 interact to provide a plurality of variable volume operating chambers 92. By controlling the fluid pressure in the operating chambers 92 defined by the interacting teeth 82, 84, the rotor 72 is driven to orbit and rotate relative to the stator 52. For example, when the pressure fluid is transferred from the pump 32 through the inflow passage 22 to the operating chamber 92c, the fluid pressure acts on the gear tooth surface to expand the operating chamber 92c and the rotor 72 It is rotated about the axis 76. As the operating chamber 92c is expanded, the operating chamber 92f decreases in volume, and fluid is discharged from the operating chamber 92f through the discharge passage 24.

출력축(62)의 매 일회전마다 로우터(72)의 축선(76)은 스테이터 축선(74)를 중심으로 여섯번에 걸쳐서 궤도이동된다. 출력축(62)의 매 일회전마다 로우터(72)의 특정의 단일 치부(84)는 42개의 조합으로 스테이터(52)의 치부(82)와 계합된다. 따라서, 출력축(62)가 일회전되기 위해, 작동실(92)는 42번에 걸쳐서 연속적으로 압축 및 팽창되게 된다. 그러므로, 출력축(62)의 매 회전은 42단계로 분할될 수 있다. 모터(20)의 제로터 기어세트가, 출력축(62)의 이동의 분석을 세밀하게 하기 위해, 바람직한 실시예에 따라 도시된 것보다 많은 치부를 가질 수 있다는 것을 알 수 있다.At every rotation of the output shaft 62, the axis 76 of the rotor 72 is traversed six times around the stator axis 74. Every single rotation of the output shaft 62, a particular single tooth 84 of the rotor 72 is engaged with the teeth 82 of the stator 52 in 42 combinations. Thus, in order for the output shaft 62 to rotate one time, the operating chamber 92 is continuously compressed and expanded over 42 times. Therefore, every rotation of the output shaft 62 can be divided into 42 steps. It can be seen that the zero rotor gearset of the motor 20 can have more teeth than shown according to the preferred embodiment in order to refine the analysis of the movement of the output shaft 62.

제3도를 참조하면, 하우징(42) 및 단부캡(44)는 유체가 작동실(92)로 또는 작동실(92)로부터 관통하여 유동될 수 있도록 하는 다수의 통로들을 마련한다. 하우징(42)는 그 내부에 배치되는 통로들(22, 24)를 갖는다. 단부캡(44)는 유입통로(22) 및 배출통로(24)와 각각 유체 연통되는 통로부분들(22a, 24a)를 포함한다. 단부캡(44)는 또한 다수의 작동실 통로들(102)를 포함하며, 각각의 작동실 통로(102)는 관련되는 작동실(92)와 유체 연통된다. 각각의 작동실(92)는 관련되는 제어밸브 조립체(26)을 갖는다. 각각의 제어밸브 조립체(26)은 단부캡(44)에 고정된다.Referring to FIG. 3, the housing 42 and end cap 44 provide a plurality of passages through which fluid can flow into or out of the operating chamber 92. The housing 42 has passages 22, 24 disposed therein. The end cap 44 includes passage portions 22a and 24a in fluid communication with the inlet passage 22 and the outlet passage 24, respectively. The end cap 44 also includes a plurality of operating chamber passages 102, each operating chamber passage 102 in fluid communication with an associated operating chamber 92. Each operating chamber 92 has an associated control valve assembly 26. Each control valve assembly 26 is secured to an end cap 44.

각각의 제어밸브 조립체(26)은 동일하게 구조된다. 설명의 명료화를 위해 단지 하나의 제어밸브 조립체만을 상세하게 설명하며, 각각의 다른 제어밸브 조립체들도 동일하게 구조된다. 제어밸브 조립체(26)은 유체실(fluid chamber)(104)내에 활주가능하게 수납되는 밸브부재(106)을 포함한다. 유체실(104)는 유입통로(22a), 배출통로(24a) 및 작동실 통로(102a)의 공통 분기점을 형성한다. 각각의 통로들(22a, 24a 및 102a)는 유체실(104)를 마련하는 벽 표면으로 부터 반경방향 외측으로 형성되는 각각의 환형공간과 연통된다. 밸브부재(106)은 두개의 랜드부분(112, 114)를 가지며, 상기 랜드부분들(112, 114)는 유체실(104)의 벽 표면과 합력하여 작동실 통로(102)와 유입통로(22a) 또는 배출통로(24a)중의 선택된 하나와의 유체 연통을 허용하게 된다.Each control valve assembly 26 is identically constructed. Only one control valve assembly is described in detail for the sake of clarity, and each other control valve assembly is identically constructed. The control valve assembly 26 includes a valve member 106 slidably received in a fluid chamber 104. The fluid chamber 104 forms a common branch point of the inflow passage 22a, the discharge passage 24a and the operation chamber passage 102a. Respective passages 22a, 24a and 102a communicate with respective annular spaces that are formed radially outward from the wall surface that provides fluid chamber 104. The valve member 106 has two land portions 112 and 114, which land portions 112 and 114 cooperate with the wall surface of the fluid chamber 104 to operate the chamber passage 102 and the inflow passage 22a. Or fluid communication with a selected one of the outlet passages 24a.

제어밸브 조립체(26)은 또한 전기적으로 충전이 가능한 코일(108)을 포함한다. 밸브부재(106)은 코일(108)의 충전에 의해 형성되는 자기장이 작용하게 되는 본체부분(109)를 포함한다. 스프링(110)은, 코일(108)이 충전되지 않았을 때, 밸브부재(106)을 제1위치로 압압한다. 코일(108)이 전기적으로 충전되면, 자기장이 형성되어 본체부분(109)에 작용하게 된다. 상기 자기장은 코일(108)의 종방향 중심을 향하여 본체부분(109)를 이동시킨다. 본체부분(109)가 코일중심을 향하여 이동되면, 밸브부재(106)은 제2위치에 있게 된다.Control valve assembly 26 also includes an electrically chargeable coil 108. The valve member 106 includes a body portion 109 on which a magnetic field formed by charging of the coil 108 acts. The spring 110 presses the valve member 106 to the first position when the coil 108 is not charged. When the coil 108 is electrically charged, a magnetic field is formed and acts on the body portion 109. The magnetic field moves body portion 109 toward the longitudinal center of coil 108. When the body portion 109 is moved towards the coil center, the valve member 106 is in the second position.

제3도에는 비작동상태로 언급되는 제1위치에 있는 밸브부재(106)을 도시한다. 밸브부재(106)이 제1위치에 있을때, 그 관련되는 작동실(92a)는 작동실(92a), 작동실 통로(102a), 유체실(104), 배출통로(24a) 및 저장기(34) 사이의 유체연통에 의해 저장기(34)로 통기된다(vented). 랜드(112)는 작동실 통로(102a)와 유입통로(22a)간의 유체 연통을 차단한다. 작동실(92a)가 수축되고 밸브부재(106)이 제1위치에 있을때, 작동실(92a)내의 유체는 저장기(34)로 배출된다.3 shows the valve member 106 in the first position, referred to as the inoperative state. When the valve member 106 is in the first position, the associated operating chamber 92a includes the operating chamber 92a, the operating chamber passage 102a, the fluid chamber 104, the discharge passage 24a and the reservoir 34. ) Is vented to reservoir 34 by fluid communication therebetween. Land 112 blocks fluid communication between operating chamber passage 102a and inlet passage 22a. When the operating chamber 92a is retracted and the valve member 106 is in the first position, the fluid in the operating chamber 92a is discharged to the reservoir 34.

제4도에는 작동상태로 언급되는 제2위치에 있는 밸브부재(106)을 도시한다. 코일(108)의 전기적인 충전에 의해 제어밸브(26)이 작동되면, 밸브부재(106)은 도면의 좌측으로 이동된다. 제2위치는 작동실(92a), 작동실 통로(102a), 유체실(104), 유입통로(22a) 및 펌프(32) 사이에 의해 유체 연통을 제공한다. 이와 동시에, 배출통로(24a) 및 작동실 통로(102a) 사이의 유체 연통은 랜드(114)에 의해 차단된다. 밸브부재(106)이 상기 제2위치에 있을때 작동실(92a)는 작동실이 팽창되도록 하는 펌프(32)에 의해 가압된다.4 shows the valve member 106 in the second position, referred to as the operating state. When the control valve 26 is operated by electrical charging of the coil 108, the valve member 106 is moved to the left side of the drawing. The second position provides fluid communication between the operating chamber 92a, the operating chamber passage 102a, the fluid chamber 104, the inlet passage 22a and the pump 32. At the same time, fluid communication between the discharge passage 24a and the operating chamber passage 102a is blocked by the land 114. When the valve member 106 is in the second position, the operating chamber 92a is pressurized by a pump 32 that causes the operating chamber to expand.

작동실(92)의 가압 및 통기(pressurization and venting)에 의해, 스테이터(52)에 관한 로우터(72)의 상대적인 회전 및 궤도이동이 유발된다. 전형적으로, 작동실들(92)는 순차적으로 가압되며 그리고나서 저장기(34)로 통기된다. 도시한 실시예에서, 로우터(72)의 회전 및 궤도이동중의 특정의 주어진 시간에 세개의 작동실들이 팽창되고 세개의 작동실들이 수축되기 때문에, 최대 세개의 작동실들(92)가 한번에 가압될 수 있다. 가압되는 세개의 작동실(92)의 군은 로우터(72)의 회전이동방향에 반대되는 회전방향으로 하나씩 전진된다.Pressurization and venting of the operating chamber 92 causes relative rotation and orbital movement of the rotor 72 relative to the stator 52. Typically, the operating chambers 92 are sequentially pressurized and then vented to the reservoir 34. In the illustrated embodiment, up to three operating chambers 92 can be pressurized at a time because three operating chambers are expanded and three operating chambers are retracted at any given time during rotation and orbiting of the rotor 72. Can be. The group of three working chambers 92 which are pressurized is advanced one by one in the rotational direction opposite to the rotational movement direction of the rotor 72.

본 발명에 따라, 각각의 제어밸브 조립체들(26)은 그 관련되는 작동실로의 또는 작동실로 부터의 유체유동을 제어하기 위해 선택적으로 작동된다. 유체유량이 특정의 작동실(92)로 지향되거나 또는 작동실(92)로부터 배출될때, 유압모터(20)의 로우터(72)의 이동 즉, 출력축(62)의 이동은 회전속도, 방향 및 출력축의 최종위치에 관하여 정밀하게 제어될 수 있다. 또한, 출력축(62)의 작동 개시 및 정지 특성 뿐만 아니라 출력축의 증분이동(incremental movement)도 제어될 수 있다.In accordance with the present invention, the respective control valve assemblies 26 are selectively operated to control fluid flow to or from the associated operating chamber. When the fluid flow is directed to a specific operating chamber 92 or discharged from the operating chamber 92, the movement of the rotor 72 of the hydraulic motor 20, i.e., the output shaft 62, is a rotational speed, a direction and an output shaft. It can be precisely controlled with respect to the final position of. In addition, the starting and stopping characteristics of the output shaft 62 as well as the incremental movement of the output shaft can be controlled.

바람직하게는 마이크로컴퓨터인 제어기(30)은 입력신호에 응답하여 제어밸브 조립체들(26)의 충전을 제어함에 의해 모터작동을 제어하기 위해 사용된다. 제어기(30)은 제어밸브 조립체들(26)중의 선택된 하나를 작동시키기 위한 전기 제어신호를 출력한다. 제어기(30)은 다양한 입려신호/또는 모터 피이드백 신호에 응답하여 전기적인 제어신호를 출력한다. 입력신호는 적당한 입력원(115)에 의해 공급되고 피이드백 신호는 모터 위치센서(28)로 부터 수납된다.Controller 30, which is preferably a microcomputer, is used to control motor operation by controlling the charging of control valve assemblies 26 in response to an input signal. The controller 30 outputs an electrical control signal for actuating the selected one of the control valve assemblies 26. The controller 30 outputs an electrical control signal in response to various incoming signals and / or motor feedback signals. The input signal is supplied by a suitable input source 115 and the feedback signal is received from the motor position sensor 28.

출력축(62)의 위치, 회전방향 및 회전속도와 같은 현재의 모터상태는 위치센서(28)로 부터 수납되는 피이드백 신호로 부터 유도된다. 위치센서(28)은 요동축(66)의 단부부분의 중심에 고정되는 자석(132)를 포함한다. 자석(132)는 바람직하게는 영구 막대자석으로 되고 요동축(66)의 중앙구멍내에 고정된다. 자석(132)의 극단부들은 요동축(66)의 종방향 축선(76)과 정렬된다. 자석(132)의 일 극단부는 요동축(66)의 중심구멍으로 부터 축방향으로 연장된다. 위치센서(28)은 또한 축선(74)를 중심으로 환형배열로 단부캡(44)에 고정되는 다수의 홀효과 센서(Hall effect sensor)(134)를 포함한다. 홀효과 센서들(134)의 수는 바람직하게는 유압모터(20)내의 작동실의 수에 일치하며, 각각의 작동실(92)는 반경방향으로 정열되는 관련되는 홀효과 센서(134)를 갖는다.The current motor state, such as the position, rotation direction and rotation speed of the output shaft 62 is derived from the feedback signal received from the position sensor 28. The position sensor 28 includes a magnet 132 fixed to the center of the end portion of the swing shaft 66. The magnet 132 is preferably a permanent bar magnet and is fixed in the central hole of the swing shaft 66. The extreme ends of the magnet 132 are aligned with the longitudinal axis 76 of the pivot shaft 66. One extreme end of the magnet 132 extends in the axial direction from the center hole of the swing shaft 66. The position sensor 28 also includes a number of Hall effect sensors 134 fixed to the end cap 44 in an annular arrangement about the axis 74. The number of Hall effect sensors 134 preferably corresponds to the number of operating chambers in the hydraulic motor 20, each operating chamber 92 having an associated Hall effect sensor 134 aligned radially. .

모터(20)의 작동중 요동축(66)이 회전 및 궤도이동됨에 따라, 자석(132)는 각각의 홀효과 센서(134)에 순차적으로 접근하여 통과하게 된다. 각각의 홀효과 센서(134)는 상기 센서(134)에 관한 자석(132)의 위치를 나타내는 크기와 같은 특성치를 갖는 전기신호를 출력한다. 자석(132)가 홀효과 센서(134)에 접근하여 통과함에 따라, 상기 센서는 변화되는 상대위치를 나타내는 전기신호를 출력한다. 각각의 홀효과 센서(134)는 도선(138)에 의해 제어기(30)에 접속된다. 제어기(30)은 각각의 홀효과 센서(134)로 부터의 출력신호를 점검하고 이에 의해 요동축(66)의 회전 및 궤도위치를 결정한다. 출력축의 회전속도는 요동축(66)의 변화되는 위치를 근거로 하여 제어기(30)에 의해 시간의 함수로서 결정된다. 회전방향은 근접한 센서들(134)를 통과하는 자석(132)를 점검하에 의해 제어기(30)에 의해 결정된다.As the swing shaft 66 is rotated and orbited during operation of the motor 20, the magnet 132 sequentially approaches and passes through each Hall effect sensor 134. Each Hall effect sensor 134 outputs an electrical signal having a characteristic value such as a magnitude indicating the position of the magnet 132 with respect to the sensor 134. As the magnet 132 approaches and passes through the Hall effect sensor 134, the sensor outputs an electrical signal indicative of the relative position being changed. Each Hall effect sensor 134 is connected to the controller 30 by a lead 138. The controller 30 checks the output signal from each Hall effect sensor 134 and thereby determines the rotational and orbital position of the swing shaft 66. The rotational speed of the output shaft is determined by the controller 30 as a function of time based on the changing position of the swing shaft 66. The direction of rotation is determined by the controller 30 by checking the magnet 132 passing through the adjacent sensors 134.

요동축(66)의 위치가 결정되면, 각각의 작동실(92)의 방위(orientation)를 알게 된다. 출력축(62)를 새로운 요구위치에 위치시키기 위해 입력원(115)으로 부터 명령이 수납되면, 제어기(30)은 로우터(72)를 점검된 현재의 위치로 부터 새로운 요구위치로 이동시키기 위해 어떤 작동실(92)가 가압되어야 하고 어떤 작동실이 통기되어야 하는가를 결정한다. 이러한 정보를 근거로 하여, 제어기(30)은 어떤 작동실(92)가 가압 또는 통기되어야 하는가에 관한 결정에 응답하여 어떤 제어밸브 조립체(26)이 작동되어야 하는가를 결정한다.Once the position of the oscillation shaft 66 is determined, the orientation of each operating chamber 92 is known. When a command is received from the input source 115 to position the output shaft 62 at the new desired position, the controller 30 moves to move the rotor 72 from the checked current position to the new desired position. Decide which chamber 92 should be pressurized and which operating chamber should be vented. Based on this information, the controller 30 determines which control valve assembly 26 should be operated in response to the determination of which chamber 92 should be pressurized or vented.

제어기(30)은 또한 입력원(115)로 부터의 입력 명령에 응답하여 모터(20)의 출력축(62)의 속도 및 방향을 제어한다. 제어기(30)은 모터 출력축(62)의 속도 및 방향을 연속적으로 결정하고 정확한 모터작동을 보장하기 위해 실제 속도 및 방향을 요구되는 속도 및 방향과 비교한다. 전기한 바와같이, 출력축(62)의 속도 및 방향을 결정하기 위해, 제어기(30)은 위치센서(28)의 두개 이상의 근접한 홀효과 센서(134)로 부터의 피이드백 위치신호를 점검한다. 예컨대, 위치센서(28)이 자석(132)가 센서(134a) 및 그에 이어 센서(134b)(제5도 참조)를 통과하였다는 것을 나타내는 신호를 제어기(30)에 출력하면, 제어기는 요동축(66)이 제5도에 도시한 바와같이 반시계방향으로 회전되고 있다는 것을 결정한다. 또한, 제어기(30)은, 내부의 시계를 점검함에 의해, 자석(132)가 근접한 홀효과 센서들(134a 및 134b)를 통과하였다는 것을 나타내는 각각의 피이드백 신호들을 수납할 때의 사이의 시간 간격을 측정한다. 이와같은 시간 간격으로 부터, 제어기(30)은 요동축(66)의 회전속도를 결정한다.The controller 30 also controls the speed and direction of the output shaft 62 of the motor 20 in response to an input command from the input source 115. The controller 30 continuously determines the speed and direction of the motor output shaft 62 and compares the actual speed and direction with the required speed and direction to ensure correct motor operation. As mentioned above, to determine the speed and direction of the output shaft 62, the controller 30 checks the feedback position signals from two or more adjacent Hall effect sensors 134 of the position sensor 28. For example, if the position sensor 28 outputs a signal to the controller 30 indicating that the magnet 132 has passed through the sensor 134a followed by the sensor 134b (see FIG. 5), the controller may rotate the swing shaft. It is determined that 66 is rotated counterclockwise as shown in FIG. In addition, the controller 30 checks the internal clock to determine the time between receipt of the respective feedback signals indicating that the magnet 132 has passed through the adjacent Hall effect sensors 134a and 134b. Measure the interval. From this time interval, the controller 30 determines the rotational speed of the swing shaft 66.

제어기(30)은, 중앙처리장치, 등속호출 기억장치(RAM) 및 판독전용 메모리(ROM)를 갖는 마이크로컴퓨터를 포함한다. ROM은 그 내부에 영구 저장되는 제어프로그램 논리를 갖는다. RAM은 i) 위치센서(28)로 부터 수납되는 모터위치 데이타, ii) 입력 데이타, iii) 다른 프로그램 및 제어 필요사항들을 일시적으로 저장하는 역할을 한다. 마이크로컴퓨터는 입력원(115)로 부터의 입력신호를 모터(20)의 현재상태와 비교한다. 모터(20)의 현재상태 즉, 출력축(62)의 위치, 회전방향 또는 회전속도가 예정된 허용범위이내에서 요구되는 모터상태에 일치되지 않으면, 제어 프로그램은 제어밸브 조립체들에 제어신호를 창출하여 점검된 모터상태가 요구되는 모터상태에 일치할때까지 모터(20)의 상태를 변화시키게 된다.The controller 30 includes a microcomputer having a central processing unit, a constant speed call memory (RAM) and a read only memory (ROM). The ROM has control program logic stored permanently therein. The RAM serves to temporarily store i) motor position data received from the position sensor 28, ii) input data, iii) other program and control requirements. The microcomputer compares the input signal from the input source 115 with the current state of the motor 20. If the current state of the motor 20, i.e., the position, direction of rotation, or rotational speed of the output shaft 62 does not match the required motor state within a predetermined allowable range, the control program generates a control signal for the control valve assemblies and checks it. The state of the motor 20 is changed until the matched motor state matches the required motor state.

제6도의 순서도에는 본 발명의 전기식 변환장치를 제어하기 위해 제어기(30)에 의해 사용될 수 있는 프로그램 논리의 일 실시예를 도시한다. 제어기(30)의 내부장치들의 초기치를 설정하고 유입통로(22)를 가압시키기 위해 펌프(32)를 작동시키게 되는 단계(150)에 의해, 프로그램은 시작된다. 초기화 단계(150)중, 제어기(30)으로 부터 특정의 제어밸브 조립체들(26)으로 어떠한 전기 신호도 출력되지는 않게 된다. 스프링(110)은 각각의 밸브부재(106)을 제1위치로 압압하여 모든 작동실(92)를 저장기(34)로 통기시키게 된다. 제어기(30)의 RAM은 최초에는 정화된다(cleared). 단계(150)의 일부로서, 제어기(30)은 홀효과 센서(134)의 출력신호로 부터 요동축(66)의 현재위치를 결정하며 이 위치정보를 RAM 메모리내에 저장한다. 그리고나서 프로그램은 단계(152)로 진행되며, 이 단계(152)에서 제어기(30)은 입력원(115)로 부터 명령신호를 수납한다. 입력원(115)는 수개의 공지된 장치들중 특정의 것이 사용될 수 있다. 예컨대, 요구되는 모터 작동 또는 모터 출력축(62)의 요구되는 위치를 입력하기 위해 키보드가 사용될 수 있다. 입력원(115)는 컴퓨터일수도 있다. 또한, 입력원은 "조이스틱"의 이동에 상응하는 입력신호를 창출하기 위한 인터페이스(interface)와 조합되는 "조이스틱"일 수 있다.6 shows one embodiment of program logic that can be used by the controller 30 to control the electrical converter of the present invention. The program is started by step 150 in which the pump 32 is operated to set the initial values of the internal devices of the controller 30 and pressurize the inflow passage 22. During the initialization step 150, no electrical signal is output from the controller 30 to the particular control valve assemblies 26. The spring 110 pushes each valve member 106 to the first position to vent all of the operating chambers 92 into the reservoir 34. The RAM of the controller 30 is initially cleared. As part of step 150, controller 30 determines the current position of oscillation shaft 66 from the output signal of Hall effect sensor 134 and stores this position information in RAM memory. The program then proceeds to step 152 where the controller 30 receives the command signal from the input source 115. Input source 115 may be any of several known devices. For example, a keyboard may be used to enter the required motor operation or the required position of the motor output shaft 62. The input source 115 may be a computer. In addition, the input source may be a "joystick" in combination with an interface for generating an input signal corresponding to the movement of the "joystick".

제어기(30)에 의해 입력신호가 수납되면, RAM 메모리내에 저장된 현재의 모터상태(위치, 속도 및 방향)과 요구되는 모터상태를 비교하기 위해 단계(154)에서 비교작업이 수행된다. 단계(156)에서는, 모터상태의 변화가 요구되는가 즉, 출력축(62)의 속도, 방향 또는 위치가 요구되는 바와 동일한가의 여부에 관한 결정이 행하여진다. 현재의 모터상태가 입력원(115)로 부터 입력된 요구되는 모터상태와 동일한 경우와 같이 단계(156)에서의 결정이 '아니오'이면, 프로그램은 단계(152)로 복귀되어 제어기는 새로운 명령을 기다리게 된다.When the input signal is received by the controller 30, a comparison operation is performed in step 154 to compare the required motor state with the current motor state (position, speed and direction) stored in the RAM memory. In step 156, a determination is made as to whether a change in the motor state is required, i.e. whether the speed, direction or position of the output shaft 62 is the same as required. If the determination at step 156 is no, such as when the current motor state is the same as the required motor state input from the input source 115, the program returns to step 152 where the controller issues a new command. I will wait.

단계(156)에서의 결정이 '예'이면, 프로그램은 단계(158)로 진행되어 모터(20)이 입력신호에 의해 연속운전 모우드로 작동되도록 명령을 받았는가에 관한 결정이 이루어진다. 단계(158)에서의 결정이 '아니오'일 경우에, 이것은 모터 출력축(62)가 연속 모우드로 운전되어서는 아니되고 현재의 회전위치로 부터 새로운 회전위치로 회전되어야 한다는 것을 의미한다. 그리고나서 프로그램은 단계(162)로 진행되며, 이 단계(162)에서, 제어기는 로우터(72) 즉 출력축이 요구되는 위치로 회전되기 위해 어떤 작동실들(92)가 가압되어야 하고 어떤 작동실들이 통기되어야 하는가를 결정한다. 요구되는 회전위치에 도달되기 전에 하나 이상의 작동실들(92)가 순차적으로 가압 및 통기될 수 있다. 단계(164)에서는, 단계(162)에서의 결정에 따라, 제어밸브 조립체들(26)에 전기 제어신호들이 출력된다. 단계(166)에서는 홀효과 센서들(134)가 점검되고 출력축(62)의 새로운 위치가 결정된다. 그리고나서, 프로그램은 단계(170)으로 진행되어 제어기의 RAM이 새로이 점검된 위치값으로 갱신된다. 그리고나서, 프로그램은 단계(154)로 복귀된다. 단계(154)로의 복귀에 의해 새로운 모터위치는 요구위치에 일치하게 된다. 만약 일치하지 않을 경우에는 전기한 루프가 다시 수행된다.If the determination in step 156 is YES, then the program proceeds to step 158 where a determination is made as to whether the motor 20 has been commanded by the input signal to operate in continuous operation mode. If the determination in step 158 is no, this means that the motor output shaft 62 should not be driven in a continuous mode and must be rotated from the current rotational position to the new rotational position. The program then proceeds to step 162, in which the controller is forced to operate and which operating chambers 92 must be pressed in order to rotate the rotor 72, i.e., to the position where the output shaft is desired. Determine if it should be vented. One or more operating chambers 92 may be sequentially pressurized and vented before reaching the required rotational position. In step 164, according to the determination in step 162, electrical control signals are output to the control valve assemblies 26. In step 166 Hall effect sensors 134 are checked and a new position of output shaft 62 is determined. The program then proceeds to step 170 where the RAM of the controller is updated with the newly checked position value. The program then returns to step 154. The return to step 154 causes the new motor position to match the desired position. If there is a mismatch, the loop mentioned above is performed again.

단계(158)에서의 결정이 '예'일 경우 즉, 모터의 연속운전이 요구되는 경우에는, 프로그램은 단계(172)로 진행되며 방향변화가 필요한가에 관한 결정이 이루어진다. 모터 출력축(62)가 이미 연속 모우드로 운전되고 있지만 요구되는 방향과 반대방향으로 운전되고 있을 경우에, 단계(172)에서의 결정은 '예'로 된다. 또한, 모터 출력축(62)가 정지되고 특정방향으로 이동되도록 명령을 받은 경우에도, 단계(172)에서의 결정은 '예'가 된다. 단계(172)에서의 결정이 '예'일 경우에, 프로그램은 단계(173)으로 진행되며 모터 출력축이 정지되었는가에 관한 결정이 이루어진다. 상기 결정이 '예'일 경우에, 프로그램은 단계(175)로 진행된다. 상기 결정이 '아니오'일 경우 즉, 출력축(62)가 이동되고 있기는 하지만 요구되는 방향과 반대방향으로 이동되고 있을 경우에, 프로그램은 단계(174)로 진행되며, 이 단계(174)에서 모터(20)은 제동된다. 팽창되는 작동실(92)를 통기시키는 것과 같은 수개의 방식으로 모터(20)의 제동은 수행될 수 있다. 수축되는 작동실(92)를 가압시키고 팽창되는 작동실을 통기시킴에 의해 "경성" 제동 작용("hard" brake action)이 이루어질 수 있다. 단계(175)에서, 제어기는 출력축의 요구되는 방향 및 회전속도를 얻기 위해 어떤 작동실(92)가 통기 또는 가압되어야 하는가를 결정한다. 단계(176)에서, 제어기(30)으로 부터의 새로운 제어신호가 제어밸브 조립체들(26)으로 출력되어 모터 출력축(62)를 요구되는 방향으로 유도하게 된다. 단계(178)에서는, 모터상태 즉, 속도 및 방향이 측정되고, 모터상태를 저장하기 위한 RAM 메모리는 단계(170)에서 갱신된다. 그리고나서, 프로그램은 단계(154)로 복귀된다.If the determination in step 158 is YES, i.e., if continuous operation of the motor is required, then the program proceeds to step 172 where a determination is made as to whether a change of direction is required. If the motor output shaft 62 is already operating in a continuous mode but in the opposite direction to the required direction, the determination at step 172 is YES. In addition, even when the motor output shaft 62 is stopped and commanded to move in a specific direction, the determination in step 172 is YES. If the determination in step 172 is yes, the program proceeds to step 173 and a determination is made as to whether the motor output shaft has stopped. If the determination is yes, the program proceeds to step 175. If the determination is no, that is, if the output shaft 62 is moving but in the opposite direction to the required direction, the program proceeds to step 174 where the motor 20 is braked. Braking of the motor 20 can be performed in several ways, such as through venting the expanded operating chamber 92. A "hard" brake action can be achieved by pressurizing the retracting operating chamber 92 and venting the expanding operating chamber. In step 175, the controller determines which operating chamber 92 should be vented or pressurized to obtain the required direction and rotation speed of the output shaft. In step 176, a new control signal from the controller 30 is output to the control valve assemblies 26 to direct the motor output shaft 62 in the required direction. In step 178, the motor state, i.e. speed and direction, is measured and the RAM memory for storing the motor state is updated in step 170. The program then returns to step 154.

모터 출력축(62)가 이미 연속운전 모우드로 운전되고 있고 요구되는 방향으로 운전되고 있는 경우에, 단계(172)에서의 결정은 '아니오'가 된다. 이때 프로그램은 단계(182)로 진행되며, 이 단계(182)에서는 모터 출력축(62)의 속도가 요구되는 속도와 동일한가 또는 속도변화가 요구되는가에 관한 결정이 수행된다. 측정된 속도가 요구되는 속도와 동일한 경우에, 프로그램은 단계(154)로 복귀된다. 속도가 요구속도와 동일하지 않을 경우에는, 단계(182)에서의 결정은 '아니오'가 되며 프로그램은 단계(184)로 진행되고, 이 단계(184)에서 제어기는 모터 출력축(62)의 요구되는 회전속도를 얻기 위해 필요한 제어밸브 작동속도를 결정한다. 단계(186)에서, 실제 모터속도를 요구되는 모터속도와 동일하게 되도록 하기 위한 속도로 제어신호들을 출력시킨다. 단계(188)에서 프로그램은 모터(20)의 속도를 점검하며 그리고나서 단계(170)으로 진행되어 마이크로컴퓨터의 RAM 메모리내에서 속도인자가 갱신되게 된다.If the motor output shaft 62 is already driven in the continuous operation mode and is driven in the required direction, the determination in step 172 becomes no. The program then proceeds to step 182 where a determination is made as to whether the speed of the motor output shaft 62 is equal to the required speed or whether a speed change is required. If the measured speed is the same as the required speed, the program returns to step 154. If the speed is not equal to the required speed, the determination in step 182 is no and the program proceeds to step 184, where the controller proceeds to the required output of the motor output shaft 62. Determine the control valve operating speed required to obtain the rotation speed. In step 186, control signals are output at a speed to make the actual motor speed equal to the required motor speed. In step 188 the program checks the speed of the motor 20 and then proceeds to step 170 where the speed factor is updated in the RAM memory of the microcomputer.

본 발명에 통합되는 모터 시스팀의 작동을 보다 명료하게 설명하기 위해, 특별한 예를 설명한다. 모터(20)의 출력축(62)가 최초에 정지되어 있는 것으로 가정한다. 단계(150)에서 시스팀이 작동될때, 제어기(30)은 홀효과 센서(134)로 부터의 출력신호를 점검하며 그에 의해 출력축(62)의 회전위치를 결정한다. 그리고나서, 제어기(30)은 상기 회전위치에 관한 정보를 RAM 메모리내에 저장한다. 단계(152)에서 적당한 입력원으로 부터 출력축(62)를 제2도의 우측에서 관찰되었을때 시계방향으로 그리고 특정속도로 회전시키기 위한 입력신호가 수납된 것으로 가정한다. 단계(154)에서, 제어기(30)은 현재의 모터상태(정지된 모터축)과 요구되는 모터상태(요구되는 속도로 시계방향으로 회전되는 모터축)을 비교한다. 요구되는 모터상태가 현재의 모터상태와 다르기 때문에, 단계(56)에서의 결정은 '예'로 된다.In order to more clearly explain the operation of the motor system incorporated in the present invention, a special example will be described. Assume that the output shaft 62 of the motor 20 is initially stopped. When the system is activated in step 150, the controller 30 checks the output signal from the Hall effect sensor 134 and thereby determines the rotational position of the output shaft 62. Then, the controller 30 stores the information about the rotation position in the RAM memory. It is assumed in step 152 that an input signal for rotating the output shaft 62 clockwise and at a certain speed has been received from an appropriate input source when viewed from the right of FIG. In step 154, the controller 30 compares the current motor state (stopped motor shaft) with the required motor state (motor shaft rotated clockwise at the required speed). Since the required motor state is different from the current motor state, the determination in step 56 is YES.

단계(154)에서 수납된 입력신호의 일부로서 특정의 위치정보가 포함되지 않을 경우에는, 명령은, 연속운전 명령으로서 간주되며 즉, 출력축(62)는 새로운 입력신호가 수납될 때까지 최근에 명령되었던 방향 및 속도로 연속적으로 구동된다. 단계(158, 172 및 173)에서의 결정이 모두 '예'일 경우에, 단계(175)에서 제어기(30)은 시계방향 회전을 달성하기 위해 어떤 작동실들(92)가 통기되고 가압되어야 하는가를 결정한다. 또한, 제어기(30)은 요구되는 회전속도를 얻기 위해 필요한 가압율(rate of pressurization)을 결정한다.If the specific positional information is not included as part of the input signal stored at step 154, the command is regarded as a continuous operation command, i.e., the output shaft 62 has been recently commanded until a new input signal is received. Drive in the same direction and speed. If the determinations in steps 158, 172 and 173 are all yes, then in step 175 the controller 30 must be vented and pressurized which chambers 92 must be vented to achieve a clockwise rotation. Determine. The controller 30 also determines the rate of pressurization required to achieve the required rotational speed.

그리고나서 제어기(30)은 도선(122g)를 통하여 전기적인 작동신호를 출력하여 작동실(92g)와 관련되는 밸브부재(106g)가 제1위치로 부터 제2위치로 이동되도록 함으로써 상기 작동실(92g)를 가압시키게 된다. 작동실(92g)의 가압으로 인하여 로우터(72)는 제1도에서 관찰되었을 때 축선(76)을 중심으로 반시계방향으로 회전되기 시작하며 축선(74)를 중심으로 반시계방향으로 궤도이동되기 시작한다. 이로 인하여 출력축(62)는 제2도의 우측으로 부터 관찰될때 시계방향으로 회전된다.The controller 30 then outputs an electrical actuation signal through the conducting wire 122g to cause the valve member 106g associated with the actuation chamber 92g to be moved from the first position to the second position. 92 g). Due to the pressurization of the operating chamber 92g, the rotor 72 begins to rotate counterclockwise about the axis 76 and is orbitally moved about the axis 74 when observed in FIG. To start. This causes the output shaft 62 to rotate clockwise when viewed from the right in FIG.

요동축(66)의 회전중, 자석(132)(제5도 참조)는 회전 및 궤도이동이며 그로 인하여 홀효과 센서(134a)에서의 자력 선속밀도(magnetic flux density)를 변화시킨다. 이와같은 변화는 도선(138a)를 통한 홀효과센서 피이드백 신호로 부터 제어기(30)에 의해 측정된다. 출력축(62)의 계속적인 시계방향 회전이 요구될 경우, 제어기(30)(제1도 참조)는 작동실(92a)와 관련되는 제어밸브 조립체(26)내의 밸브부재(106)을 이동시키기 위한 전기신호를 창출하여 작동실(92a)를 가압시키게 된다. 작동실(92b)는 순차적으로 가압된다.During rotation of the oscillation shaft 66, the magnet 132 (see FIG. 5) is rotated and orbited, thereby changing the magnetic flux density in the Hall effect sensor 134a. This change is measured by the controller 30 from the Hall effect sensor feedback signal through the lead 138a. If continuous clockwise rotation of the output shaft 62 is required, the controller 30 (see FIG. 1) is adapted to move the valve member 106 in the control valve assembly 26 associated with the operating chamber 92a. The electrical signal is generated to pressurize the operating chamber 92a. The operating chamber 92b is pressurized sequentially.

모터 출력축(62)의 연속적인 시계방향 회전을 위해, 작동실(92c)가 다음으로 가압되며, 동시에 작동실(92g)가 체적이 수축되는 위치에 있기 때문에 상기 작동실(92g)는 통기된다. 작동실(92)의 이러한 순차적인 가압 및 통기는 제어기(30)이 입력원(115)로 부터 새로운 입력신호를 수납할 때까지 계속된다. 제어기(30)은 모터 속도 및 방향을 연속적으로 점검하여 실제 모터상태가 요구되는 모터상태와 동일하게 되는 것을 보장한다.For continuous clockwise rotation of the motor output shaft 62, the operating chamber 92c is pressed next, and at the same time the operating chamber 92g is vented because the operating chamber 92g is in a position where the volume is contracted. This sequential pressurization and venting of the operating chamber 92 continues until the controller 30 receives a new input signal from the input source 115. The controller 30 continuously checks the motor speed and direction to ensure that the actual motor state is the same as the required motor state.

최초에 모터(20)으로 부터 큰 토오크가 요구될 경우에는, 제어기(30)은 세개의 근접한 팽창되는 작동실들(92)를 위한 세개의 근접한 제어밸브 조립체들(26)을 작동시키게 된다. 작동실(92)의 제어밸브 조립체(26)은 따라서 세개의 군으로서 작동되며 상기 세개의 군은 각각의 다음 작동을 위해 하나의 밸브위치씩을 전진하게 된다. 예컨대, 로우터(72)가 큰 토오크로 제1도로 부터 관찰되었을때 시계방향으로 회전되도록 입력원에 의해 명령을 받은 것으로 가정한다. 제어밸브 조립체들(26e, 26f, 26g)가 최초에 작동되어 각각의 격실들(92e, 92f, 92g)를 가압한다. 연속적인 시계방향 회전을 위해, 밸브들(26f, 26g, 26a)가 다음으로 작동되어 각각의 작동실들(92f, 92g, 92a)를 가압시킨다. 이상의 설명으로 부터 알 수 있는 바와같이, 가압되는 세개의 작동실들의 제2군은 작동되는 제1군으로 부터 반시계방향으로 하나의 작동실씩 전진된다.When large torque is initially required from the motor 20, the controller 30 activates three adjacent control valve assemblies 26 for three adjacent expanded operating chambers 92. The control valve assembly 26 of the operating chamber 92 is thus operated as three groups which advance one valve position for each subsequent operation. For example, assume that the rotor 72 is commanded by the input source to rotate clockwise when viewed from the first road with large torque. Control valve assemblies 26e, 26f, 26g are initially operated to press each of the compartments 92e, 92f, 92g. For continuous clockwise rotation, the valves 26f, 26g, 26a are next actuated to press each of the operating chambers 92f, 92g, 92a. As can be seen from the above description, the second group of three operating chambers being pressurized is advanced one operating chamber counterclockwise from the first operating group.

일단 모터(20)이 요구되는 속도에 있게 되면, 모터를 동일한 속도로 유지시키기 위해서는 적은 양의 유체만이 필요하게 된다. 따라서, 각각의 유체 작동실을 순차적으로 가압하는 대신에, 특정의 작동실의 가압을 건너뛰어 작동실들을 선택적으로 가압하는 것도 가능하게 된다.Once the motor 20 is at the required speed, only a small amount of fluid is needed to keep the motor at the same speed. Thus, instead of pressurizing each fluid operating chamber sequentially, it is also possible to selectively pressurize the operating chambers by skipping the pressurization of a specific operating chamber.

모터를 점진적으로 정지시키기 위해, 제어기(30)은 모든 작동실들(92)를 통기시키게 된다. 요동축(66)은 관성에 의해 계속해서 회전되며 점진적으로 멈추게 된다. 급격한 또는 '경성'정지가 필요한 경우에는, 제어기(30)은 체적이 감소되는 작동실들(92)중 어떤 작동실이 가압되어야만 로우터(72)의 더이상의 회전을 정지시킬 수 있는가를 결정한다.In order to stop the motor gradually, the controller 30 vents all the operating chambers 92. The swing shaft 66 is continuously rotated by inertia and gradually stops. If a sudden or 'hard' stop is required, the controller 30 determines which of the operating chambers 92 whose volume is to be reduced can only stop further rotation of the rotor 72.

본 발명을 바람직한 실시예에 관하여 설명하였다. 예컨대, 통로(22)는 펌프(32)에 연결되는 유입구로서 설명되었고, 통로(24)는 저장기(34)와 연통되는 배출구로서 설명되었다. 상기 통로들이 가능적으로 역전되어 통로(22)가 저장기(34)와 연통되고 통로(24)가 펌프(32)에 연결될 수도 있다는 것을 알 수 있다. 이와같은 실시예에서는, 밸브(26)은 상기한 것과 다른 방식으로 작동된다. 또한, 밸브 조립체(26)은 제1도와 관련하여 설명한 것으로 부터 제1a도에 도시한 것으로 변경될 수 있다. 밸브 조립체(26)은 코일이 충전되지 않았을때 제2상태로 스프링 압압되고 코일의 충전에 의해 제1상태로 이동되도록 배열될 수 있다. 또한, 제어밸브 조립체(26)이, 코일(108)이 충전되지 않았을 때 밸브부재(106)을 제1위치로 압압하는 스프링(110)을 포함하는, 단일 솔레노이드 장치로서 설명되었지만 ; 상기 제어밸브 조립체들(26)이, 제7도에 도시한 바와같이 그 관련되는 스풀부재(spool member)에 대하여 대향적으로 작용하는 한 쌍의 솔레노이드를 각각 갖는, 밸브 조립체(26')으로 대체될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진자는 용이하게 알 수 있다. 하나의 솔레노이드가 작동되면, 밸브 스풀은 제1상태로 이동되어 그 관련되는 작동실과 유입통로 사이에 유체연통을 제공한다. 제2솔레노이드가 작동되면, 밸브 스풀은 제2상태로 이동되어 그 관련되는 작동실과 배출통로 사이에 유체연통을 제공한다. 본 명세서에 따라, 당 업계에서 통상의 지식을 가진자에게 있어서 다른 개조 및 대체로 가능하다. 따라서, 상기와 같은 개조 및 대체가 첨부된 특허청구의 범위의 분야를 이탈하지 않는 한 본 발명에 포함되는 것임을 알 수 있다.The present invention has been described in terms of preferred embodiments. For example, passage 22 has been described as an inlet connected to pump 32 and passage 24 has been described as an outlet in communication with reservoir 34. It can be seen that the passages are possibly reversed so that passage 22 may be in communication with reservoir 34 and passage 24 may be connected to pump 32. In such an embodiment, the valve 26 is operated in a manner different from that described above. Further, the valve assembly 26 can be changed from that described in connection with FIG. 1 to that shown in FIG. 1A. The valve assembly 26 may be arranged to spring press into a second state when the coil is not charged and move to the first state by charging the coil. Also, the control valve assembly 26 has been described as a single solenoid device, including a spring 110 that pushes the valve member 106 to the first position when the coil 108 is not charged; The control valve assemblies 26 are replaced with valve assemblies 26 ', each having a pair of solenoids acting against their associated spool members as shown in FIG. It can be easily understood by those skilled in the art. When one solenoid is actuated, the valve spool is moved to a first state to provide fluid communication between the associated operating chamber and the inlet passage. When the second solenoid is actuated, the valve spool is moved to the second state to provide fluid communication between the associated operating chamber and the outlet passage. In accordance with the present specification, other modifications and alternatives are possible to those skilled in the art. Accordingly, it can be seen that such modifications and replacements are included in the present invention unless departing from the scope of the appended claims.

Claims

An electrical converter comprising a first member having a plurality of internal teeth and a second member disposed within the first member and having a plurality of external teeth, wherein the number of external teeth of the second member is greater than that of the first member. One less than the number of internal teeth, wherein the teeth of the first and second members cooperate to provide a plurality of variable volume operating chambers, the first and second members being relatively orbitally and rotatably mounted. A gear set in which certain operating chambers are expanded and other operating chambers are retracted during the relative movement; An inlet passage connected to a pressure fluid source for supplying fluid to the operating chamber; A discharge passage connected to the reservoir for discharging the fluid; And a plurality of electrically actuated valve means; Each of the operating chambers has valve means associated to directly control fluid communication between the operating chamber and the discharge passage and the inlet passage, each valve means being positioned in a first state and a second state, the first State permits fluid communication between the associated operating chamber and the discharge passage, and in the second state permits fluid communication between the associated operating chamber and the inlet passage, each said valve means being a state of a particular other valve means. And means for responding to each electrical control signal for selectively operating said valve means in one of said states irrespective of.

The electric converter as claimed in claim 1, further comprising control means for generating said electric control signal.

3. The solenoid valve according to claim 2, wherein each said valve means is comprised of an electrically operated solenoid valve having a valve member electrically connected to said control means and pressed in one of said states; And an associated valve member is moved to said other state by charging a solenoid valve.

4. The electrical converter of claim 3, further comprising position sensor means for sensing a relative position between the first member and the second member and generating an electrical signal indicative thereof.

5. The apparatus according to claim 4, wherein said control means comprises: comparing means for comparing the sensed position signal with an input signal indicative of a desired positional relationship between the first member and the second member; And means for generating an electrical control signal to each said valve means in response to a comparison means.

5. The apparatus of claim 4, wherein the control means comprises: means for determining a relative movement direction and speed between the first member and the second member; Comparison means for comparing the determined direction and speed with the required direction and speed input from the input source; And means for generating an electrical control signal to each of said valve means in response to said comparing means to achieve the required direction and speed of relative movement between said first and second members. Electric inverter made.

Further comprising a fluid pump connected to the reservoir and the inlet passage for supplying the compressed fluid; The discharge passage is connected to the reservoir.

An electrical converter for a hydraulic device having a rotor and a stator having a plurality of teeth for cooperating in relative movement to provide a plurality of variable volume operating chambers, comprising: an inlet chamber connected to a pressure fluid source, an outlet chamber connected to a reservoir, and A plurality of electrical valve means; Each operating chamber has associated valve means that are individually controllable, each valve means being in fluid communication with the inlet and outlet chambers and the associated operating chamber, optionally in fluid communication between the inlet and associated operating chambers in one condition. And in response to an electrical control signal to provide fluid communication between the discharge chamber and the associated operating chamber in a second state.